我国钢铁产业的迅猛发展,逐渐带动了电解金属锰产业的飞跃发展,导致锰矿资源的需求日益增加。目前,我国锰矿资源以贫矿为主,高磷锰矿数量不断增加。其矿物组分复杂,杂质含量高,开采难度大,严重制约着我国的工业经济发展。磷是钢铁生产过程中的有害物质,会降低钢材的焊接性能、可塑性、冷弯性、韧性等,进而影响钢材产品质量。因此,研究有效的除磷工艺技术,提高低品位高磷锰矿的资源利用率,促进锰产业的可持续发展具有重要意义。本文所用的高磷锰矿选自重庆市城口县,Mn品位10.54%,P品位6.39%,P/Mn为0.391,还含有大量的杂质元素;锰的物相主要是碳酸锰相;磷主要以正磷酸钙、羟基磷酸钙、焦磷酸钙形式存在于磷灰石或胶磷矿中。高磷锰矿经硫酸浸取时,磷灰石溶解,p H降低,酸性增强,焦磷酸根逐渐转化为正磷酸根。因此,高磷锰矿浸出液中主要含有PO43-和少量的P2O74-。本文采用化学沉淀法对高磷锰矿浸出液进行除磷实验,重点研究了除磷剂的种类、投加量、反应p H条件对除磷效果的影响。实验确定了不同种类除磷剂的除磷效率,以及适宜的药剂投加量和反应p H条件。氧化钙和硫酸亚铁(Fe2+)对酸性高磷锰矿浸出液除磷效果不佳。硫酸铁(Fe3+)的最佳除磷条件为p H=3~5,n(Fe/P)=1.5~2,脱磷率可达99.64%以上。硫酸亚铁/双氧水(Fenton法)在p H为3~5时,n(Fe/P)=2,n(H2O2/Fe)=0.5~1.0条件下,磷的去除率达到99.83%,剩余磷含量低于13.32mg/L。聚合硫酸铁除磷的最佳p H值范围也为3~5,n(Fe/P)=0.75~1.0,除磷效果达到了99.76%~99.9%;硫酸铝对高磷锰矿浸取液除磷时,最佳的除磷条件为p H=4~5,n(Al/P)=1.0,可以获得99.71%的除磷率。采用聚合硫酸铁和硫酸铝复合除磷时,当加入的金属离子n(M/P)=n(Al/P)+n(Fe/P)>0.7时,可取得较高的除磷效率;并且Al3+投加量少,而聚Fe投加量多的情况下,磷浓度低于21.71mg/L,除磷效率符合要求。采用聚合硫酸铁-硫酸铝-氧化镧三元复合除磷时,加入的La3+能够有效地提高相同条件下聚合硫酸铁-硫酸铝复合除磷的除磷效率。采用XRD、XRF、FT-IR等仪器对除磷后的沉淀物进行分析表征,确定了铁盐、铝盐、镧盐除磷机理。主要是利用Fe3+、Al3+、La3+水解产生大量的金属羟基络合物,能够吸附大量磷酸根,生成无定型结构的金属磷酸盐,实现除磷目的。但是吸附过程中不可避免地吸附一部分Mn2+,造成锰离子的损失。